教室音箱安装指导说明

2020-09-22

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教室音箱安装指导说明


教学是学校工作的中心,教室是学校教学的主要场所,教室环境及设备设施对教学过程的顺利开展作用重大,尤其是教室内声音的扩声效果对于师生之间的语言交流有非常重要的影响。

整个教室扩声系统中,如何布置音箱是电声系统设计的重要问题。它与建筑及装修的关系也最为密切。音箱布局的好坏将直接影响整个教室扩声系统的效果。

一、教室音箱安装原则

教室音箱如何放置主要考虑的几个因素:

1. 控制声反馈,提高传声增益;

声反馈啸叫是一种扩声系统中经常出现的现象,不仅破坏音质,而且限制传声器声音的扩声音量,深度的声反馈还容易造成扩音设备的损坏,可以说,声反馈的存在对于声音再现有百害而无一利。

导致声反馈的其中一个重要因素与扩声系统中的音箱、传声器的摆放位置有关。如扩声系统中音箱布局不当,使用的传声器直接对准音箱声辐射的方向等;

通过合理的调整音箱摆放位置,调整音箱辐射区域,辐射轴向与传声器指向尽量背对,拾音范围与辐射声场尽可能不重叠,传声器与音箱距离越远,可以有效控制声反馈,提高传声增益。 

2. 音箱声压级和语音清晰度;

语音的清晰度和音箱声压级大小有关,音箱声压级并不是越大越好,根据听觉掩蔽功能曲线(IEC60268-16),信号电平在70-80dB内能获得最佳的语言清晰度,更高的声压级会使人耳进入自动保护,甚至对人造成伤害,语言清晰度指数也开始下降,因此建议音箱的声压级最大不要超过80dB

3. 直达声和扩声的延时;不能超过30ms。

根据哈斯效应,两个强度相等而其中一个经过延迟的声音同时到聆听者耳中时,当延迟时间超过30ms而未达到50ms时,听觉上可以识别出已延迟的声源存在,当延迟时间超过 50ms以后,听觉上延迟声成为一个清晰的回声。因此教室扩声系统中,教师语音直达声和扩声的延时不能超过30ms,超过30ms就会导致听众感觉听到两个声音;

人声经过扩声系统后,会存在一定的延时,为减小教师语音直达声和扩声的延时,建议音箱摆放位置位于教师的前侧,更靠近学生区域,尽量减小教师语音直达声和扩声的延时,提高学生听课感受。

4. 声场不均匀度;

声场不均匀反映出来的就是教室有的地方声压级大,有的地方小,听感非常不好。处于声压级小的位置的学生需要很费力的去听老师的讲课,才可以听清老师讲的意思,很容易造成疲劳,产生放弃的心理,影响听课效率;

通过合理的音箱摆放位置,使整个学生区域声音大小均匀,保证教育公平;

5. 声像一致性:

教学扩声的声像一致性是指在听教师讲课的过程中,如果学生能感觉声音是从教师方向发出来的,那么就说明教室扩声的声像是一致的;如果学生感觉声音不是从教师方向发出来,而是从音箱发出来的,那么就表明教室扩声的声像不一致。在声像不一致的教室,学生很难集中注意力听课;并且,在长时间声像不一致的教室授课、听课,会极大地影响教学质量。

在需要多个音箱扩声的中大型教室里,音箱的朝向必须尽量与教师的朝向一致,保证教室扩声的声像一致性。


二、不同安装方式对比

1. 小型教

注:80平方以下,安装2只音箱



1. 图1和图2是错误的安装方式,音箱的直射范围和麦克风的拾音区域重叠,易导致声反馈啸叫,降低传声增益;

2. 3是正确的安装方式,音箱安装在教室侧面三分之一处,呈45度指向学生区域,音箱的直射范围和麦克风的拾音范围不重叠,有效避免声反馈啸叫,提高传声增益;

下图比较了该3种安装方式的教学声音(教师原声直达声和音箱扩声)的覆盖范围及声压级分布:



1.1和图2的学生区域声压级分布不均匀,前排的学生叠加了教师的原声和音箱的扩声,声压级偏高,中后排的学生教师原声和音箱扩声均不能有效覆盖,学生区域声压级随着距离的增加下降明显,导致前排学生觉得声音太大,后排学生觉得声音偏小听不清,不能保证教育公平;

2.1和图2的音箱在教师后面,教师声音通过扩声系统后,已经有了一定的延时,再加上声音传播的延时,延时进一步叠加,易导致学生区域听到两个声音;

3.3的学生区域声压级分布均匀,前排学生的声音主要来自教师的原声,中后排的学生声音主要来自音箱的扩声,整个声场分布均匀,学生听感良好;

4.3的音箱在教师前面,扩声的延迟和声音的传播互相抵消,学生不容易感受到回声。

1. 中大型教

注:80平方以上,安装4只音箱以上



1. 1和图2是错误的安装方式,除了之前小教室音箱安装中提到的易导致啸叫和回声的问题外,这2种安装方式的声像一致性差,后排的学生容易感觉到声音是从后面发出来,学生很难集中注意力听课;在长时间声像不一致的教室授课、听课,会极大地影响教学质量。

2. 3音箱的朝向基本和教师原声的方向一致,保证了教学扩声的声像一致性,学生的注意力更加集中,提高听课效率。


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